46互感和自感 每课一练人教版选修321.docx

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46互感和自感每课一练人教版选修321

4.6互感和自感每课一练（人教版选修3-2）1

基础巩固

1．下列关于自感现象的说法中，正确的是（　　）

A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象

B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反

C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关

D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大

解析　线圈中自感电动势的方向总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化，可能与原电流方向相同，也可能与原电流方向相反，故B选项错误，其他选项正确．

答案　ACD

2．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（　　）

A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大

B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零

C．线圈中电流变化越快，自感系数越大

D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定

解析　自感电动势正比于电流的变化率，正比于线圈的自感系数，故A选项错误；自感系数由线圈本身及有无铁芯决定，与电流无关，故B、C选项错误，D选项正确．

答案　D

3．如图，两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（　　）

A．A可能带正电且转速减小

B．A可能带正电且转速增大

C．A可能带负电且转速减小

D．A可能带负电且转速增大

解析　由题目所给的条件可以判断，感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律，原磁场的方向与感应电流的磁场相同时磁通量是减少的，环A应该做减速运动，产生逆时针方向的电流，故应该带负电，故选项C是正确的，同理可得B是正确的．

答案　BC

4．如图是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL≪R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到（　　）

A．灯泡立即熄灭

B．灯泡逐渐熄灭

C．灯泡有明显的闪亮现象

D．只有在RL≫R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象

解析　S闭合电路稳定时，由于RL≪R，那么IL≫IR，S断开的瞬时，流过线圈的电流IL要减小，在L上产生自感电动势要阻碍电流的减小，通过灯原来的电流IR随着开关断开变为零，而灯与线圈形成闭合回路，流过线圈的电流IL通过灯泡，由于IL≫IR，因此灯开始有明显的闪亮，选项C正确，选项A、B错．若RL≫R时，IL≪IR.这样不会有明显的闪亮，选项D错．

答案　C

5．如图电路中，R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，正确的是（　　）

A．A比B先亮，然后A灭

B．B比A先亮，然后B逐渐变暗

C．A、B一起亮，而后A灭

D．A、B一起亮，而后B灭

解析　S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，故A、C、D错．稳定后，由于与B灯接的电阻很大，流过B灯支路的电流很小，所以B灯逐渐变暗，选项B正确．

答案　B

6．如图所示，闭合电路中一定长度螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中（　　）

A．灯泡变亮，螺线管缩短

B．灯泡变暗，螺线管缩短

C．灯泡变亮，螺线管伸长

D．灯泡变暗，螺线管伸长

解析　加上软铁棒，使螺线管磁场变强，则螺线管产生自感电动势来阻碍磁场的变强，使原电流减小，故灯泡变暗，螺线管变长．

答案　D

拓展提升

7．如图所示的电路中D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同．在电键S接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是（　　）

A．接通时D1先达最亮，断开时D1后灭

B．接通时D2先达最亮，断开时D2后灭

C．接通时D1先达最亮，断开时D1先灭

D．接通时D2先达最亮，断开时D2先灭

解析　当开关S接通时，D1和D2应该同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生自感电动势的方向是左边正极，右边负极，使通过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始瞬时电流几乎全部从D1通过，而该电流又将同时分路通过D2和R，所以D1先达最亮，经过一段时间电路稳定后，D1和D2达到一样亮．

答案　A

8．在如图所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表．当开关S闭合时，电流表G1指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是（　　）

A．G1和G2指针都立即回到零点

B．G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点

C．G1指针缓慢回到零点，而G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点

D．G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点

解析　电流表指针的偏转方向与电流的流向有关．根据题意，电流自右向左时，指针向右偏．那么，电流自左向右时，指针应向左偏．当开关S断开瞬间，G1中电流立即消失，而L由于自感作用，电流不能立即消失，电流沿L、G2、G1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一个短时间，即G2中的电流按原方向自右向左逐渐减为零，而G1中的电流和原方向相反，变为自左向右，和G2中的电流同时减为零；也就是G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点，故D选项正确．

答案　D

9．如图所示，是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测定自感线圈的直流电压，在测试完毕后，将电路拆卸时应（　　）

A．先断开S1B．先断开S2

C．先拆除电流表D．先拆除电阻R

解析　由于线圈的自感系数很大，当断开电路时，电流的变化率也会很大，会产生很大的自感电动势，能够把电压表烧毁，故应断开S2，故B选项正确．

答案　B

10．如图所示，多匝线圈L的电阻和电池内阻不计，两个电阻的阻值都是R，开关S原来是断开的．电流I0＝

，今合上开关S将一电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，此电动势（　　）

A．有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小到零

B．有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0

C．有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持I0不变

D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I0

解析　开关S由断开到合上瞬间，回路中的电流要增大，因而在L上产生自感电动势．根据楞次定律，自感电动势总是要阻碍引起它的原来电流的变化，这就是说由于电流增加引起的自感电动势，要阻碍原电流的增加．而阻碍不是阻止，电流仍要增大，达到稳定后其电流为2I0.选项D正确．

答案　D

11．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t0时刻断开S.图表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是（　　）

解析　闭合开关瞬间，L中产生自感电动势，L和R的支路的电流逐渐增大，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压逐渐减小，最后达到稳定值UAB，且UAB>0，t1时刻断开开关，L中产生自感作用与灯泡组成闭合电路，电流由B经灯泡到A，且逐渐减小，即UAB<0，且逐渐减小到零，故选项B正确．

答案　B

12．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是（　　）

A．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消

B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消

C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量互相抵消

D．以上说法均不对

解析　由于采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们的磁场相互抵消．不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以，消除了自感现象的影响．

答案　C

13．（2011·北京）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（　　）

A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大

C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大

解析　画出电路图，如图所示．

断开时，灯泡有不显著的延时熄灭现象，而不发现闪亮现象，说明当开关处于闭合状态时流经灯泡的电流IA大于流经线圈L的电流IL，当断开开关时，线圈和灯泡组成临时回路，流经灯泡的电流在原来IL的基础上逐渐减小，所以不会出现闪亮现象，当线圈L的电阻比灯泡的电阻大时，当断开开关时，不会出现闪亮现象，故选项C正确．

答案　C

14．如图所示的电路中，已知电源电动势E＝20V，R1＝20Ω，R2＝10Ω，L是纯电感线圈，电源内阻忽略不计，则当S闭合电路稳定时，a、b两端的电压为多少？

在断开S的瞬间，a、b间的电压为多少？

解析　当S闭合电路稳定时，线圈L相当于理想导线，电阻R1和R2并联，流过R1和R2的电流分别为I1和I2，则I1＝

＝1A，I2＝

＝2A，即流过L的电流为2A，L两端电压Uab＝0，断开S的瞬间，流过L的电流仍然为2A，且从a向b，L和R1、R2构成闭合电路，电感线圈相当于电源向R1、R2供电，且保证电流仍为2A，a、b两端电压等于R1、R2两电阻上的电压降之和，Uba＝I2（R1＋R2）＝60V.

答案　0　60V